Определение проницаемости органоминеральных грунтов с помощью диссипационных тестов, выполняемых пьезоконом
В настоящее время испытания пьезоконом (CPTu, статическое зондирование с измерением порового давления) часто используются для предварительной оценки структурных и деформационных параметров грунтов. При использовании результатов тестирования пьезоконом стандартные исследования площадки, состоящие из испытаний статическим зондированием (CPT), бурения и лабораторных испытаний, могут быть оптимизированы.
Коэффициент консолидации и гидравлическая проводимость (коэффициент фильтрации Кф) – параметры, необходимые для прогнозных оценок осадок во времени, могут быть получены с использованием диссипационных тестов, выполненных пьезоконом (т.е. тесты по рассеиванию порового давления, выполняемые после остановки зондирования).
Тест на диссипацию основан на том, что скорость рассеивания избыточного порового давления (воды), возникающего во время вдавливания пьезокона через насыщенные водой глины и илы, зависит от коэффициента фильтрации грунтовой среды. Однако, интерпретация кривых диссипации часто проблематична, поскольку существующие методы анализа предполагают непрерывное снижение порового давления со временем, тогда как фактические кривые диссипации часто демонстрируют нестандартное поведение, интерпретация которого более сложна.
В настоящей статье представлен метод интерпретации, который можно использовать для оценки коэффициента фильтрации независимо от формы кривой диссипации. Примеры результатов, полученных с использованием новой методики анализа, сравниваются с результатами, полученными с использованием лабораторных одометрических исследований.
Перевод статьи на русский язык выполнен Петром Космиади.
Введение
При зондировании пьезоконом окружающий грунт сжимается под проникающим наконечником конуса, что создает избыточное давление воды в грунте. В то же время, сдвиг грунта по бокам наконечника может также приводить к дилатантному поведению (т.е. к увеличению объема грунта в зоне сдвиговых деформаций), что приводит к отрицательному поровому давлению.
В зависимости от относительных величин поровых давлений, создаваемых действием сжатия и сдвига, возникающее избыточное поровое давление может быть меньше, равно или больше начального гидростатического давления. В чистых песках и гравийных грунтах наблюдается, по существу, дренированный отклик, и измеренные поровые давления являются гидростатическими. В большинстве других случаев происходит первоначальный недренированный ответ, за которым следует дренирование. Как только зондирование прекращается, избыточные давления рассеиваются и, в конечном итоге, достигают предтестового гидростатического значения. Поскольку скорость снижения избыточного порового давления зависит от коэффициента фильтрации окружающей грунтовой среды, последний можно оценивать с помощью кривых диссипации.
Однако, форма кривых диссипации давления во времени зависит от нескольких факторов, включая геометрию наконечника конуса, точки расположение датчика порового давления на конусе и от дилатансии грунта. Следовательно, возникает широкий спектр кривых диссипации.
Отклик также зависит от того, расположен ли датчик порового давления на середине поверхности конуса (U1) или за конусом (U2). Отсюда видно, что избыточное поровое давление, измеренное за конусом (т.е. у его основания), обычно меньше, чем измеренное в середине наконечника. Это наблюдение можно объяснить следующим образом:
- грунт более сжат под наконечником конуса, чем в других местах;
- вследствие симметрии (приложения нагрузки) грунт ниже наконечника конуса не подвергается сдвигу, в отличие от грунта, примыкающего к бокам зонда.
- по мере увеличения расстояния от наконечника конуса возрастает диссипация давления и деформаций, вызванных наконечником конуса.
Журнал остается бесплатным и продолжает развиваться.
Нам очень нужна поддержка читателей.
Поддержите нас один раз за год
Поддерживайте нас каждый месяц
